Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

RFpro.ru: Консультации по физике

Подписаться Бесплатная «Серебряная» новостная рассылка . Подписчиков 704 RSS
←   Декабрь 2009   →
 1
 2
 3
03.12.2009
05:36:25
22:50:53
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
10.12.2009
17:25:33
21:04:36
11
12
13
14
15
15.12.2009
00:09:04
23:36:34
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31


За последние 60 дней ни разу не выходила


Открыта: 14-07-2005

Автор
Калашников О.А.

Статистика

704 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

RFpro.ru: Физика


Хостинг портала RFpro.ru:
Московский хостер
Профессиональный платный хостинг на базе Windows 2008

РАССЫЛКИ ПОРТАЛА RFPRO.RU

Чемпионы рейтинга экспертов в этой рассылке

Гордиенко Андрей Владимирович
Статус: Профессор
Рейтинг: 3634
∙ повысить рейтинг » 		Shvetski
Статус: Специалист
Рейтинг: 1921
∙ повысить рейтинг » 		Boriss
Статус: Академик
Рейтинг: 1324
∙ повысить рейтинг »

/ НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ / Точные и естественные науки / Физика

Номер выпуска:883
Дата выхода:02.12.2009, 05:00
Администратор рассылки:Химик CH, Модератор
Подписчиков / экспертов:240 / 98
Вопросов / ответов:1 / 2

Вопрос № 174550: Доброго времени суток уважаемые эксперты Физики! Прошу вас решить задачу с комментариями. Дано: найти собственную концентрацию носителей заряда в германии, если ширина его запрещенной зоны равна 0,665 эВ, эффективные массы электронов и дырок соответс...

Вопрос № 174550:

Доброго времени суток уважаемые эксперты Физики! Прошу вас решить задачу с комментариями. Дано: найти собственную концентрацию носителей заряда в германии, если ширина его запрещенной зоны равна 0,665 эВ, эффективные массы электронов и дырок соответственно равны 0,55 m0 и 0,388 m0.

Отправлен: 26.11.2009, 05:21
Вопрос задал: Иванов Анатолий Николаевич, Посетитель
Всего ответов: 2
Страница вопроса »

Отвечает Boriss, Академик :
Здравствуйте, Иванов Анатолий Николаевич.
Здесь объяснять особенно нечего. Эта задача на применение формулы.
Нужно использовать формулу
ni = (Nc∙Nv)e-Eg/(2kT) (1)
Здесь:
Eg - ширина запрещенной зоны.
Nc - эффективная плотность состояний в зоне проводимости
Nv - эффективная плотность состояний в валентной зоне
Nc = 2 ((2•pi•mnkT)/(h2))^(3/2) (нету у нас греческой буквы pi)
mn = kn*m0 = 0.55*m0 - эффективная масса электрона, отличается от массы покоя электрона из-за того, что атомы оказывают влияние на его движение. Раз меньше, получается, что помогают двигаться
m0 - масса покоя электрона = 9, 11∙10-31 кг
k = 1,38∙10-23 Дж/К - постоянная Больцмана. В экспоненте, где энергия задана в электрон-вольтах, удобно использовать значение постоянной Больцмана, выраженной также в эВ: 8.617∙10-5 эВ/К
T = 300 K - такой берем температуру, раз не указана
h = 6,626∙10-34 Дж∙с - постоянная Планка
Nv = 2 ((2pimpkT)/(h2))^(3/2)
mp = kp*m0 = 0.55*m0 - эффективная масса дырки
Обе формулы можно записать в виде:
Nc,v = 2 ((2•pi•m0kT)/(h2))^(3/2)∙(kn,p)^(3/2) = K∙(kn,p)^(3/2)

Сначала найдем Nc и Nv. Для этого вычислим K:
K = 2∙(2∙3,14∙1,38∙10-23∙300∙9,11∙10-31/(6,626∙10-34)^2)^(3/2) м-3 = 2∙(2,37∙10-50/4,37∙10-67)^(3/2) м-3 = 2∙(5,398∙1016)^(3/2) м-3 = 2∙1,25∙1025 м-3 = 2,51∙1025 м-3
(0,55)^(3/2) = 0,408
(0,388)^(3/2) = 0,242
Теперь:
Nc = 2,51∙1025∙0,408 м-3 = 1,02∙1025 м-3
Nv = 2,51∙1025∙0,242 м-3 = 6,07∙1024 м-3

Собственную концентрацию теперь найдем :
ni = (1,02∙1025∙6,07∙1024)e^(-0,665/(2∙8.617∙10-5∙300)) м-3 = 7,87∙1024e-12,84 м-3 = 7,87∙1024∙2,65∙10-6 м-3 = 2,1∙1019 м-3
-----
Вывод - то место в тексте, где вы устали думать

Ответ отправил: Boriss, Академик
Ответ отправлен: 27.11.2009, 00:00

Оценка ответа: 5
Комментарий к оценке:
Отлично, очень выручили.

Как сказать этому эксперту "спасибо"?
  • Отправить SMS #thank 256977 на номер 1151 (Россия) | Еще номера »
  • Отправить WebMoney:
    • Вам помогли? Пожалуйста, поблагодарите эксперта за это!
    Отвечает Попов Владимир Иванович, Студент :
    Здравствуйте, Иванов Анатолий Николаевич.
    Собственная концентрация носителей заряда в непримесном полупроводнике определяется следующей формулой:
    n = p = sqrt[Nc*Nv] * exp[-W/(2kT)]
    где:
    Nc = (2/h^3) * (2pi*Mn*kT)^3/2 - эффективное объёмное число квантовых состояний в запрещённой зоне полупроводника,
    Nv = (2/h^3) * (2pi*Mp*kT)^3/2 - эффективное объёмное число квантовых состояний в валентной зоне полупроводника,
    W = 0,665 эВ = 0,665 * 1,6*10^-19 Дж = 1,05*10^-19 Дж - ширина запрещённой зоны полупроводника,
    k = 1,38*10^-23 Дж/К - постоянная Больцмана,
    T = 300 K - стандартная температура,
    h = 6,63*10^-34 Дж*с - постоянная Планка,
    Mn = 0,55*Me0 = 0,55*9,1*10^-31 кг = 5*10^-31 кг - эффективная масса электрнов проводимости,
    Mp = 0,388*Me0 = 0,388*9,1*10^-31 кг = 3,5*10^-31 кг - эффективная масса дырок,
    Me0 = 9,1*10^-31 кг - масса покоя свободного электрона.
    Рассчитываем числа квантовых состояний:
    Nc = (2/(6,63*10^-34 Дж*с)^3) * (6,28*5* 10^-31 кг*1,38*10^-23 Дж/К*300 K)^3/2 = 6,87*10^99 * (1,3*10^-50)^3/2 м^-3 = 6,87*10^99 * 1,48*10^-75 м^-3 = 10^24 м^-3
    Nv = (2/(6,63*10^-34 Дж*с)^3) * (6,28*3,5*10^-31 кг*1,38*10^-23 Дж/К*300 K)^3/2 = 6,87*10^99 * (9,1*10^-51)^3/2 м^-3 = 6,87*10^99 * 8,7*10^-76 м^-3 = 5,977*10^23 м^-3
    Рассчитываем искомую величину:
    n = p = sqrt[10^24 м^-3 * 5,977*10^23 м^-3] * exp[-1,05*10^-19 Дж/(2*1,38*10^-23 Дж/К*300 K)] = 7,72*10^23 м^-3 * exp[-12,7] = 7,72*10^23 м^-3 * 3,05^10^-6 = 2,355*10^18 м^-3.
    Удачи при сдаче!
    -----
    Physics forever !

    Ответ отправил: Попов Владимир Иванович, Студент
    Ответ отправлен: 28.11.2009, 10:12

    Оценка ответа: 5
    Комментарий к оценке:
    Спасибо вам, что откликнулись на мою проосьбу.

    Как сказать этому эксперту "спасибо"?
  • Отправить SMS #thank 257015 на номер 1151 (Россия) | Еще номера »
  • Отправить WebMoney:
    • Вам помогли? Пожалуйста, поблагодарите эксперта за это!

    Оценить выпуск »
    Нам очень важно Ваше мнение об этом выпуске рассылки!

    Задать вопрос экспертам этой рассылки »

    Скажите "спасибо" эксперту, который помог Вам!

    Отправьте СМС-сообщение с тестом #thank НОМЕР_ОТВЕТА
    на короткий номер 1151 (Россия)
    Номер ответа и конкретный текст СМС указан внизу каждого ответа.

    Полный список номеров »

    * Стоимость одного СМС-сообщения от 7.15 руб. и зависит от оператора сотовой связи. (полный список тарифов)
    ** При ошибочном вводе номера ответа или текста #thank услуга считается оказанной, денежные средства не возвращаются.
    *** Сумма выплаты эксперту-автору ответа расчитывается из суммы перечислений на портал от биллинговой компании.

    © 2001-2009, Портал RFpro.ru, Россия
    Авторское право: ООО "Мастер-Эксперт Про"
    Автор: Калашников О.А. | Программирование: Гладенюк А.Г.
    Хостинг: Компания "Московский хостер"
    Версия системы: 2009.6.12 от 30.11.2009
    В избранное